K1 Cytopatologi Flashcards
Cytopatologi, celleskade og hypoksi
🌱 Redegøre for årsagerne til celleskade
Kategori 1
Hypoksi:
Fysisk påvirkning: trauma, varme, kulde, stråling
Infektiøse agens: virus, toxiske bakterier, svampe parasitter
Kategori 2
Toxiske nutritionelle metaboliske forstyrrelser: forgiftninger
Overbelastning/manglende brug
Alder
Immunologisk dysfunktion: hypersensibilitet, autoimmunitet
Kategori 3
Genetiske forstyrrelser: diverse gendefekter, genetisk prædisposition
Cellens svage punkter:
Plasmamembran. Receptorer og transmembrane proteiner er ofte angrebspunkter for toksiske infektiøse agens.
Mitokondrier: Iltkrævende, oxidativ fosforylering, elektrontransportkæde, ATP
Cellulære processer: proteinsyntese og signaltransduktion
Kernen: DNA, følsom for stråling og fejl i replikation
Funktionelle forandringer ved celleskade
Funktionelel forandringer ved celleskade:
Reversibelt: Swelling, myelinfigure, swell ER, autofagi, klumpet kromatin
Irreversibel: swelling, mtelinfigure, lyserede organer, rupteret memrban, pyknose, karryorhrexis, karyolyse.
.
.
Hovedsagelige patogenese til celleskade sker ved ubalance i homeostase = specifikke basic mechanisms:
1. Adenosine triphosphate (ATP) lagre udtømmes
2. Øget permeabilitet of cell membranes og forstyrrelse af ionbalance og påvirke celleorganeller og mitochondrier
3. Disruption of biochemical pathways, especially those of protein synthesis
4. DNA damage, abnormal produkter, neoplastisk transformation, død
OBS: nogle injuries kan cause ATP depletion, membrane damage, pathway disruption / DNA damage.
Alt der nedsætter ilt/næringsforsyning/skader mitochondrier direkte i den oxidative phosphorylation = nedsættelse af ATP, selv i celler med anaerobisk glykolyse. Fordi at ATP nedsættelse rammer energikrævende enzymkomplekser i celen som membranoverflade udtrykte ATP ionpumper der kontrollere cell volume og elektrolytbalance.
🌱 Redegøre for de cellulære processer, der fører til reversibel celleskade, irreversibel celleskade og celledød (herunder apoptose)
Overordnet respons ved celleskade
Ved stresspåvirkning kan cellen lave adaption (hvis musckelcelle) hvis inability sker der celleskade. Står skaden på mildt og er forbigående vender cellen tilbage til normal nrå stresspåvirknign fjernes. Fortsætter skaden sker irreversibelt celelskade som enten nekrose eller apoptose.
- Hypoksi celleskade:
Iltmangel, anoksi, ses ved nedsat iltning af blod (hypoksæmi) el. nedsat blodforsyning (iskæmi). Nedsat blodforsyning i et område. Nedsat blodforsyning til hele organismen ses ved hjertesvigt. Ilt til oxidativ fosforylering af mitochondrier.
Hypoxi virkningmekanisme:
Thrombus (blodprop/iskæmi) = nedsat oxidativ fosforylering i mitochondrier der er iltkrævende = nedsat ATP =
nedsat Na/k pumpe = øget influx af Ca2+, h20, na og efflux ad k.
Øget glycolyse = nedsat pH og nedast glycogen. Nedsat pH = clumping af nuclear kromatin og intracellulære release og aktivation af lysosomale enzymer
Detachment af ribosomer = nedsat proteinsyntese = lipid deposition
Oxygen mangel: Hypoxia resultere i utilstrækkelig oxygenering af RBC som resultat af respiratorisk failure, reduktion af vaskulær perfusion (ischemia) eller inhibering af respiratoriske enzymer i cellen som cyanide toxicosis.
- Fysisk celleskade
Trauma: direkte beskadigelse af større vævsområder, indirekte ved beskadigelse af blodkar = hypoksi
Forfrysninger og varmepåvirkning: iskrystaller i cytoplasma / varme denaturering af proteiner
Stråling: beskadigelse af arvemasse og dannelse af ROS der forårsager oxidativ skade på cellemembraner
Elektricitet: varmepåvirkning af væv
Trauma ødelæger cellemembran og disrup bloodsuplu til celler og væv.
Lav varme kan skade RBC og acceleratere cellulæer reaktioner og halverer reaktionstid for temperatursensitive enzymer. Ekstrem varme denaturere enzymer og proienr mens kulde forårasger vasokonstriktion.
Ioniserende stråling over UV ioniere atomer = direkte skade i membran/organeller, særligt DNA. UV disrupter cellulære bånd med formation af reaktivt oxygen (ROS). Skader også DNA i formation ml. pyrimidin dimers.
- Infektiøst betinget celleskade
Prioner: degenerative forandringer i neuroner (giver kogalskab via proteiner uden arvemateriale)
Virus: intracellulære, udnytter cellens enzymer eks lysis af cellen
Bakterier: ofte toxinproducerende og intracellulære
Svampe: ofte invasive
Parasitter: protozoer og metazoer
- Nutritionelt betinget celleskade
Mangeltilstande: vitaminer, antioxidanter, mineraler, lipider, aminosyre, kulhydrater og fedt
Absolut vs relativ mangel: ondartede kræftformer har høj metabolisme så man konstant taber sig
Indtag af antagonister el. store mængder substrat kan inducerer mangel eks:
Kobbermangel pga store mænger molybdæn
Selen/e-vitaminmangel pga harsk fedt i foder
Hypocalcæmi pga højt indtag af fosfat
katte skal have tilført Taurin aminosyre! - katte der får meget råt kød får hypocalcæmi pga højt indtag af fosfat i råt kød og muskler
Fedme el sult: Kakeksi = udsultet til grad hvor der intet fedt er i hjertet eller i knoglemarven
- Frie radikaler ROS og antioxidanter
ROS = flygtigt oxygen forbindelse med uparret ion = oxidation af lipidmembraner. Oxidering af lipidmembraner stoppes af antioxidanter. Ved flere ROS end antioxidanter oxideres lipidmembraner i organeller i cellen og der sker DNA fragmentation og protein crosslinking og fragmentation.
- Overbelastning/manglende brug
Øget belastning = adaption (eks hypertrofi) evt udmattelse og død
Nedsat/mangeldne belastning = atrofi = død og apoptose. Normalt forekommende ved en lang række fysiologiske processer som yvervæv efter laktation
Nutritionel muskeldegeneration/ white muscle disease
Nutritionel muskeldegeneration
Fra Hest - white muscle disease, histologisk mister msukelceller tværstribning ved akut nekrotiske muskelceller. i opsvumlet skeletmuskel er mange basofile prikker - mitochondrier der står frem i cellen oga ophobet calcium og protein = synlige mineraliserede mitochondrier.
- Genetisk celleskade
Cavialier king charles har genteisk betingede hjerteklapper der ikke kan lukke korrekt = valvilær endokardiose. Histologisk på hjerteklar ses ødematøst væv på hjerteklappen. Genetisk derangement: Selektiv avl af dyr = dispositional fænotyper med nedarvede sygdomme der følger specifikke træk som BOAS. metabolsike abnomalities, neoplasia, autoimmune sugdomme. Eks: IGF1 haplitype er normal i toy/miniature dogs men er sjældent i store hunde. FGF4 er et retrogen = chondrodysplastic conformation. Nogle konformationsændrende fænotypegener som BmP3 er linked til ekstrem Brachycephalic fænotype i cavalier king charles. genet associeres også med udvilæign af brain og spinal chord så disse racer har en chiari-like malformation i cerebellum og en syringomyelia af cervical spinal cord.
- Hypertrofi og inaktivitetsatrofi
Hypertrofi
Inaktivitetsatrofi: Celler degenerarere hvis muskulaturen ikke bruges.
Workload imbalance: celler der ikke kan imødekomme øget arbejdskraft undergår celledød. Celler der ikke er nødvendige under stor øget workload eller modtager innervation får ikker hormones eller growth factores og skrumper i størrelse.
- Toksiske og metaboliske forstyrrelser
Kemikalier: medicin → Toxin
Forskellige virkningsmekanismer: blokering/stimulering af receptore, påvirknign af enzymer, produktion af ROS, ændret membranpermeabilitet, ændret arvemasse, metabolisme el. beskadiget cytoskelet.
Kemikalier, drugs og toxiner kan ændre cellulær homeostase. Kemikaler ses som toxiner hvis de ændre homeostasen i en skadelig retning uden beneficial pharmaceutical effects. Kemikalier påvirker cellerne ved at bindes til binding receptores, danner frie radialer og øver membran permeabiliteten eller skader kromosomerne og strukturelle komponenter i cellen.
- Immunologisk dysfunktion
Immundefekter/deficiens
type I: anafylaksi
– type II: cytotoksisk reaktion
– type III: immunkomplekser
– type IV: cellemedieret hypersensibilitet
Kraftigt respons på selvantigener = autoimmune sygdomme. Går der hul på øjet frigives antigener til kroppen der normalt filtreers fra via en blod-øje barriere.
- Aldring
Alder
Med alder akkumuleret genetisk faktoere i DNA
skade på proteiner, lipid og nukleinsyre. Aldring skyldes mest udsættelse til ROS, DNA alterations og cellulær senescence. I replikernede celler forkortes enderne af telomere af langsom enzymnedbrydning, med tiden når enzymnedbrydnign til DNA skade = NKG2 (Stress faktor ved dna skade) apoptose.
I celler der har lidt til ingen replikation som neuroner akkumulers lipofuscin og andre metaboliske affaldsprodukter = degeneration go cerebrocortical atrofi.
Mange kræftceller har aktive telomeraser der opretholder telomerlængen så de kan leve længe trods hurtig proliferering.Kloner af voksne celler (dyr) har formenlgig kromosmer med foroktee telomere og kloner har ofte en kortere levespan.
Reversibel celleskade (ESSENTIELT)
Subletal skade mens cellen lever. Morfologiske forandringer ved sublethal celleskade omtales degeneration.
Celleskade er reversibelt hvis cellen kan genoptage homeostase og vende tilbage til en morfologisk og funktionel normal state.
ACS er reversibelt men er første stadie i en irreversibel celleskade.
Hypoxia er norm. endelig cause til akut celleswelling da den forårsager ATP nedsættelse. Hypoxic cells swells pga tab af volume control når ATP drevne membranudtrykte ionpumper fejler. Akut swelling er direkte linket til membranskade fra lipidperoxidation via ROS der bindes til toxiner og skader ionkanaler eller insertion of transmembrane poreformning complexes.
Da AS er hurtigt respons på reversible og irreversible skader ses den pfte som en marker på potentiels reversiblet celleskade.
Akut cellesvulst (ACS)
ACS = Hydropisk degeneration. Influx af H2O, Na, Ca pga ionkanaler fejler og manglende ATP. K ud og Na ind = forstyrrelse i ionbalance. Stoppes det ikke igangsættes lysis og celledød.
Keratinocyt og flerlaget kubisk epitel: Ballooning degeneration
Gliaceller og astrocytter: cytotoxic edema
AS adskiller sig fra hypertrofi fordi at forstørrelse af celle skyldes adaptivt forøgelse af antal og størrelse af organeller.
Eks: Hypoxi = nedsat oxidativ fosfroyring = nedsat ATP = NA/K går i stå = influx af Na/Ca og h20 = tab af k og mg = svulst af cellen og organellser mitochondrier rer ser. Celen laver anerob glykolyse = nedsat pH = disintegration af organeller, kondensering af kromatin, myelinfigure = yderligere nedbrydning af cellemembran og ca influx i mitochondrier = nekrose og celledød.
Na/K/ATPase er ionpume og aktiv transporter af kationer over cellemembran (3 Na+ ud og 2 K+ ind), hvilket skaber elektrokemisk gradient der driver protoner over membran. Neuroner og cardiac musclecells samt pH homeostase. Vand diff passivt ind aling osmotisk gradient så når ATPaser fejler øges vandvolumen i cytosol og cellen svulmer.
Morfologi af ACS
Husk at diff. ml. ACS, hypertrofi og hyperplasia - de kan alle øge cellestørrelse.
En påvirket lever vejer mere, er bleg, runde kanter.
I CNS vil cytotoxic edema øge vægt og volume hvilket kan have katastrofale konsekvenser.
Udover endotelceller, hepatocytter og nyretubulære epitelceller er andre epitelceller, neuroner og gliaceller særligt tilbøjelige til akut cellesvulmning.
Berørte celler har klare cytoplasmatiske vakuloler bestående af vandfyldte mitochondrier, cisternar fra golgi eller ER.
Ballonlignende degeneration er en ekstrem variant af hydropisk degeneration og obserebres typisk i keratinocytter i flerlaget pladeepitel. Poxvira er typisk årsag til dette i epidermis eller pladeepitel i munden/esophagus
PONR mellem reversibel/irreversibelt celleskade
Celleskade, ACS, blebs
1) Autofagi, celle spiser beskadige organeller = homeostase
2) Disintegration af organeller og myalinfigure → Nekrose og frigivelse af cellemateriale
PONR ved mængden af optaget Ca:
Ca findes i lave niveauer i cytosol og høje niveauer i mitochondrier. Kommer der ekstra ca i cytosol fordeles det og forstyrre ionbalance og aktiverer cellulæe enzymer:
Aktiverer fsoforlipase, der nu nedsaætter fosforlupider = membrandamage.
AKtiverer proteaser = disruptiona f emmrban og cytoskeletiske protiener = membranskade.
Aktiverer endonuclease og ATPaser = nedsat ATP.
Hydropisk degeneration i lever ved kloroform forgiftninin i mus
Kloroform forgiftning i mus:
Klororom omdannes via p450 til fosgene som danner alkylation. Samtiid dannes lipidperoxidation der endelige medfører celledød.
Lobulerne fornadres. Udbredelsen er diffus over leveren, omkrign ventralvener, . I zonerne omkrign scentralcenen nedbrydes kloroform og der se shydropisk degernetaion. Pga dette sker en ubaance i ionbalancen = cytoplasma opsulvmes, lyserer og større. LÆngere mod centralenne er hepatocyttenre skumpede og har mittet cellekerne - karyolyse.
Irreversibel celleskade - celledød
Nekrose (onkotisk nekrose, onkose) eller apoptose. Somatisk død = død af hele organismen.
Nekrose ses makroskopisk og histologisk, altid patologisk
Apoptose/programmeret celledød, histologisk, patologisk eller fysiologisk
Nekrose er død ved swelling af cellen (oncosis) og rupture af membranen. Nekrotiske celledød involverer grupper af inflammatorisk respons ved frigibvlse af cellens indhold til ECM.
Apoptose affects individielle celler og er en profess af kondensation/skrympning af en celle og evt breakdown aff cellen til fragmenter.
Autofagi er den sidste mulige celledød.
Extrinsisk vs intrinsisk apoptose:
Sammenfattende initieres ekstrinsisk apoptose af eksterne dødsreceptoraktivering og involverer dannelse af DISC, mens den intrinsiske apoptose udløses af interne stressfaktorer, der fører til MOMP og frigivelse af apoptotiske faktorer fra mitochondrier, hvilket kulminerer i dannelse af apoptosom og aktivering af caspaser.
forelæsning: FÆLLES UDFØRSELE for begge apoptosetyper: procaspase 3 aktivees, spalter Bid der ødelægger mitochornide cellemembran og frigivelr cytohrom C. Caspasen aktivere også ICAD caspaseaktiveres DNAase der fragmentere DNA. Sidst aktiverer caspasen en anden caspase der ødelægger polyADP ribose polymerase PARP og DNA protein kinase som kan redde DNA.